【正文】 來開發(fā)這樣一個(gè)虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)，為學(xué)習(xí)者提供一個(gè)自由、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用本系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件，掌握組裝電腦的一些基本技能。虛擬實(shí)驗(yàn)的概念也就應(yīng)運(yùn)而生了。本文在對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)室的研究現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，借助Unity3D引擎和3DS Max三維建模軟件，搭建了一個(gè)逼真且操作方便、具有交互功能的組裝計(jì)算機(jī)硬件的虛擬實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)，對(duì)組裝計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程以及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的模擬。Unity3D引擎對(duì)開發(fā)仿真性非常高、交互性非常好的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境具有很大的幫助。但是隨著人口數(shù)量的增加，知識(shí)研究領(lǐng)域的擴(kuò)展，真實(shí)實(shí)驗(yàn)暴露出了許多缺陷，比如許多實(shí)驗(yàn)器材價(jià)格昂貴，實(shí)驗(yàn)資源無法滿足廣大學(xué)習(xí)者的需求，實(shí)驗(yàn)存在安全隱患，真實(shí)場(chǎng)景帶來的實(shí)驗(yàn)誤差等等。近年來，Unity3D為虛擬現(xiàn)實(shí)提供了完整的解決方案，其強(qiáng)大的物理引擎，基于DirectX和OpenGL的高度優(yōu)化渲染管道，還有可編輯的Shader著色器，讓模擬真實(shí)多變的生活環(huán)境變成現(xiàn)實(shí)。因此對(duì)于較為規(guī)則的家具或者家用電器來講，使用多邊形建?？梢詷O大地提高工作效率。由于在建模的過程中，經(jīng)常需要將一個(gè)模型拆分成很多部分來創(chuàng)建，最終將各個(gè)部分整合成一個(gè)完整的模型。準(zhǔn)備工作做完之后就可以導(dǎo)入U(xiǎn)3D引擎了。三維模型的單位需要在前期建模的時(shí)候就設(shè)置并統(tǒng)一，否則模型出來的大小會(huì)不匹配。在外部文件夾中選中需要導(dǎo)入的資源，直接拖拽進(jìn)Unity的Project窗口中即可。優(yōu)化模型的面數(shù)從而優(yōu)化最終程序的性能。Unity擁有以下主要特性：層級(jí)式的綜合開發(fā)環(huán)境、視覺化編輯，詳細(xì)的屬性編輯器和動(dòng)態(tài)游戲預(yù)覽。內(nèi)置對(duì)Nvdia的PhysX physics engine支持。當(dāng)前控制腳本實(shí)例被裝載的時(shí)候調(diào)用。OnEnable()。Unity的腳本默認(rèn)都會(huì)繼承與MonoBehavior基類。eulerAngles：旋轉(zhuǎn)的歐拉角度數(shù)。 Vector3類。Z：當(dāng)前向量的Z值。除此之外，NGUI還具有十分靈活的事件系統(tǒng)，可以讓發(fā)雜的UI占用一個(gè)draw call，還支持光照貼圖、法線貼圖、折射等特性。 圖11 NGUI的示例UI 材質(zhì)、燈光和著色器材質(zhì)，簡(jiǎn)單的說就是物體看起來是什么質(zhì)地。Unity內(nèi)置有四種類型的燈光，它們分別是平行燈光（Directional Light）、點(diǎn)燈光(Point Light)、聚光燈（Spot Light）、區(qū)域燈光（Area Light）。輸入與攝影機(jī)相應(yīng)的對(duì)應(yīng)表格設(shè)計(jì)如表1所示：表1 攝像機(jī)控制輸入響應(yīng)ALT+鼠標(biāo)左鍵攝像機(jī)以當(dāng)前目標(biāo)點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)ALT+鼠標(biāo)滾輪拉近或者拉遠(yuǎn)攝像機(jī)視角ALT+鼠標(biāo)中鍵移動(dòng)攝像機(jī)位置加入Alt鍵的目的是為了區(qū)分選中電腦部件和操控?cái)z像機(jī)，控制電腦部件的輸入與響應(yīng)對(duì)應(yīng)的表格設(shè)計(jì)表2所示： 表2 物體的控制輸入響應(yīng)鼠標(biāo)左鍵+移動(dòng)移動(dòng)物體（Gizmo未顯示情況下）鼠標(biāo)右鍵單擊顯示物體在三個(gè)軸向上得Gizmo鼠標(biāo)左鍵單擊Gizmo在三個(gè)軸向上旋轉(zhuǎn)物體(Gizmo顯示情況下)鼠標(biāo)右鍵單擊隱藏Gizmo 用戶界面方面，我用NGUI的攝像機(jī)來渲染所有的UI界面元素，因?yàn)镹GUI的控件事件響應(yīng)需要NGUI的Camera支持。這種方式需要提前預(yù)估需要用到的文字，然后使用BM Font軟件制作紋理，導(dǎo)入NGUI生成字體預(yù)制才能使用。用戶可以左右滑動(dòng)圖片來顯示更多的內(nèi)容。官方的文件介紹說，Unity支持AVI、MPFLV、OGG等多種視頻格式，只要將視頻文件導(dǎo)入U(xiǎn)nity工程中，Unity就會(huì)自動(dòng)識(shí)別視頻格式文件并把它裝成Movie Texture。按照本文前面講到的從外不導(dǎo)入3DS Max制作的模型到Unity，Unity會(huì)自動(dòng)生成材質(zhì)球。在Unity3d中，主要通過如圖26所示的接口來處理碰撞器和觸發(fā)器的碰撞檢測(cè): 圖26 Unity中的碰撞器接口具體來講碰撞器還可分為三類。本實(shí)驗(yàn)用到的射線碰撞檢測(cè)代碼如圖29所示: 圖29 射線檢測(cè)源代碼 場(chǎng)景中的每一個(gè)電腦組件都附加了三個(gè)腳本ObjectMoveControl、Hit、DistanceDetect分別來控制移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和距離檢測(cè)。它通常作為組件添加在場(chǎng)景的主攝像機(jī)上。實(shí)現(xiàn)的源代碼如圖31所示: 圖31 背景音樂的控制 按鈕的音樂控制比較簡(jiǎn)單，使用NGUI提供的組件UIPlaySound即可。具有 16 個(gè)級(jí)別的紅色、綠色、藍(lán)色和 alpha。由于Unity3D友好的圖形界面，跨平臺(tái)支持以及對(duì)C語言的支持，使得它不僅在游戲領(lǐng)域里發(fā)光發(fā)熱，近年來，在虛擬現(xiàn)實(shí)、虛擬教學(xué)、商品展示等領(lǐng)域得到了廣泛的領(lǐng)域。【參考文獻(xiàn)】[1] [J].中國(guó)傳媒科技,2012(6):4143.[2] 馬宏斌,何曉東,[J].信息技術(shù),2005(6):9293.[3] [J].淮陰師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011(6):5659.[4] [M].北京:人民郵電出版社,2012.[5] 黃健柏,鄒崢嶸,[J].教育信息化,2002(6):78.[6] 李遠(yuǎn)鑫,蔣海鷗,徐亦飛,[J].計(jì)算機(jī)工程,2011(11):287290.[7] 韓萬江,[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2010(1):212214.[8] Michelle Development With Unity3d[M]. Delmar CengageLearning,2012.[9] Zhigeng Pan. Virtual reality models automatically generated LOD technology overview [J]. Chinese Journal of Image and Graphics, 1998(4):754759.[10] Qingwhole Jiang. Summary of development of VR technology abroad [J]. Cruise Missile, 2002(1):2734.[11] Xiangyu Wang, Phillip , Robert Proctor, Lei Hou, Chung Yin So. Reflections on using a game engine system for construction excavator operators[J]. iaarc,2011(19):631636.第26頁(yè)